應用實例

對位

背景

機械 齒輪 3d 高度檢測
近年來,由於產品的變化與複雜性增加,以及各類機器視覺應用的蓬勃方展,3D視覺的需求不斷成長。但由於3D視覺的門檻較2D高出許多,而且對應的專業工程師也相對稀少,導致各企業在發展與導入上會遇到不少瓶頸。

OEM Finland Oy作為北歐最大的工業部件供應商之一,試圖尋找與開發適合解決方案,以增加芬蘭地區在3D視覺的導入效率。
 

解決方案

OEM Finland Oy 針對齒輪開發出的3D對位系統,能夠確認各齒輪的高度,以及X,Y軸的傾斜角度,這些資訊能夠依需求做成完整的應用,例如.配合機器手臂做到3D視覺夾取。
 
使用組件:
  •  3D視覺感測器
  •  視覺軟體: Matrox Design Assistant (DA)
 
機械 齒輪 3d 高度檢測
 
機械 齒輪 3d 高度檢測
Matrox DA 已經整合各大廠牌3D感測器的SDK,能夠在無需撰寫程式的前提下,順利取得其深度圖(Depth map),並且利用Matrox發展了20年的影像分析與處理模組,快速開發3D視覺方案。

其支援的3D Sensor廠牌如下:
  • Matrox Altiz
  • SICK Ranger3
  • Automation Technology C5-CS
  • LMI Gocator
  • Lucid Helios
  • Photoneo PhoXi
  • SmartRay ECCO
  • Wenglor weCat3D
  • Wenglor ShapeDrive
  • Zivid One
 Matrox DA亦可直接開發出基於Web的使用者介面(User interface/HMI),提供使用人員操作。
 
此應用更成為Jansson, K. (2019)在海門應用科學大學的論文內容,做到學術與產業之間的接軌。據他表示, Matrox DA 能夠高效率的讓使用者取得各大廠牌Sensor的深度圖,同時填補深度圖的空白,讓,絕對是業界想導入3D視覺的首選方案。
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瑕疵檢測

背景

STIHL集團自1926年創立以來,致力於農林業用電動工具的開發、製造及銷售,至今已是業界享譽國際的品牌。目前分別在7個國家設有自己的製造工廠,包括德國、美國、巴西、瑞士、奧地利、中國及菲律賓,以維持高品質的生產水準,確保關鍵要領能夠持續發展。而電鋸工具為全球最暢銷的產品。

電鋸工具內裝有一個必要組件 ─ 汽油吸頭 (gasoline suction head) 。由於此組件能夠過濾灰塵,木屑和其他侵入性元素,避免其進入燃燒區而造成電鋸損壞,因此吸頭組件的生產驗證過程相當重要。為此,STIHL引進一套全自動化的視覺檢驗系統,以提升品質檢驗能力。
 

挑戰與方案

使用一般機器視覺檢驗系統,檢驗吸頭組件上的縫線是否與四個型似天橋的零件對齊。由於圖像特徵變化較大,傳統的圖像處理方式容易造成錯誤率提高,準確度僅落在80~95%之間。
 
為改善上述情況,STIHL開發了一套視覺檢查系統,使用到的組件包含:
  • 工業相機:PoE線掃描攝像機
  • 視覺軟體:Matrox Imaging Library (MIL)、Matrox Design Assistant X (DA)、Classification module
  • LED光源:線光
  • 視覺控制器:Matrox 4Sight EV6
  • 機構與控制:轉台、編碼器
Classification是Matrox最新推出的AI深度學習模組,其中了使用卷積神經網路(CNN)技術。
 
團隊透過收集8000張以上的零件影像,手動標記分類出OK及NG後,使用MIL CoPilot的交互式環境來進行訓練及建立模型,最後將模型導入Matrox DAX進行新圖像的自動判讀分類。

透過此方式能成功達到99%的準確率。
 
STIHL多年來一直在使用Matrox Imaging的軟體、硬體零組件及深度學習系統。深度學習技術擴展了圖像處理的領域,透過系統化的建置,大大地省去了成本、時間及人力,同時產品品質得到了極大的提升。
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入料系統

》背景與挑戰

精密零件 入料 定位 檢測 量測 Matrox MIL
精密零件的特色在於它的尺寸極小,而且幾乎沒有重量,很多時候也對於靜電荷高度的敏感,因此檢查和分類這些零件是極為艱難的任務。

在傳統的方案中,多半是使用碗狀震動盤將其分料後,再進行後續組裝,而精密零件往往會因為黏在一起或質量太小而無法順利分料。而些其餘手動系統,又會缺乏速度及準確性。

因此在精密零件的餵料系統上,需要能結合「入料」、「定向」、「檢測」的功能。
 

 》解決方案

IMS(荷蘭Almelo)專為高精度、電子和醫療行業開發和製造高科技生產設備,為此開發了一套含有視覺檢測功能的柔性餵料系統–ProVIS,此系統能將精密零件柔性入料,並同時量測精密零件的尺寸。

此系統使用到的組件:
  • 工業相機:德製GigE工業相機
  • 視覺軟體:Matrox Imaging Library(MIL)/ Model Finder / Metrology
  • LED光源:環光、背光
  • 機構與控制:線性滑軌、運動控制器、真空組件
精密零件 入料 定位 檢測 量測 Matrox MIL
 
 該系統能夠先拍攝料件的影像,並以此為基礎創建一個模型(Golden sample),而後就能以此為基準來辨識與對位相同的料件,並同時進行尺寸量測。通過量測檢驗的零件即可用於組裝;異常的則先送回料件存放區。
  • Model Finder能夠讓此系統有效的完成對位,得到料件的(X, Y, θ)。
  • Metrology 則能有效的檢查尺寸與公差,此系統的量測結果可以精確到±0.01mm
  • 光源的角度與鏡頭的選取,也是此系統中重要的環節,這部分會隨著料件差異進行客製化。

此系統單次批量的檢測與供料需在一定的周期內完成,通常為1~5秒內,取決於料件的複雜性。

 碗狀震動盤 碗型震動盤 柔性震動盤 精密震動盤 精密零件入料 精密零件餵料 精密零件檢測 精密零件量測 柔性入料 彈性入料 柔性餵料 彈性餵料 入料系統 餵料系統